纳米零价铁矿物复合材料吸附及迁移性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代工业的发展、城市污染的加剧和农用化学物质的增加，土壤重金属污染日益严重。重金属铬是其中最典型的污染物之一。铬在土壤中以正三价和正六价形式存在，而正六价铬具有极强毒性，对农作物、绿色植物及人体有强烈的危害。

目前，对重金属污染有效的传统处理方法主要有物理处理法（吸附处理法，半透膜过滤法，离子交换法等）、化学处理法（氧化还原法，化学沉降法，电化学法等）、生物处理法（植物和微生物修复技术）等，但是存在着成本高，有二次污染以及处理效率低等问题。纳米零价铁颗粒（nzvi）因其大的表面积和高的表面反应活性，吸引了众多科学家的广泛关注。据报道，nzvi可用于去除水体中的重金属、有机染料、有机氯化物、无机阴离子及农药等，是目前广泛研究的环境纳米材料。但是由于其特殊的理化性质，在实际应用中还存在着易团聚，易氧化，稳定性差的问题。为了提高nzvi的分散性，避免粒子的团聚，提高粒子的反应活性，对nzvi进行负载是比较常见的方法，它不但可以保持原有纳米铁的特性，还可以增强其稳定性，同时提高回收效率。绿色合成nzvi是比较新的合成方

法，利用植物提取液中的多酚等还原性物质还原铁离子或者亚铁离子，而且这些还原性物质还能起到分散性和稳定剂的作用。

本课题研究的是纳米零价铁对地下水中的铬去除情况以及其在土壤中迁移机制。在石英砂柱中添加大肠杆菌以及重金属铬，模拟真实的土壤环境，为以后重金属污染的地下水环境和土壤修复提供重要依据

2. 研究内容和预期目标

本课题研究的是纳米零价铁对地下水中的铬去除情况以及其在土壤中迁移机制。

在石英砂柱中添加大肠杆菌以及重金属铬，模拟真实的土壤环境，改变悬浮液的离子强度，探究这些因素对nZVI迁移的影响，通过测定悬浮液的ζ电位，寻找合理的迁移机制。

3. 研究的方法与步骤

1、绿色（绿茶）合成蒙脱土负载的零价纳米铁（m-nzvi）

（1）四颈烧瓶中通入n₂ 30 min,同时打开加热锅（80℃）；

（2）制备绿茶提取液，称15 g茶叶至250 ml烧杯中，加入250 ml去氧水，放入80℃水浴锅中30 min；

（3）分别称2.2344 g蒙脱土，4 g fe₂so₄于烧杯中；

4. 参考文献

[1] njagi e c, huang h, stafford l, et al. biosynthesis of iron and silver nanoparticles at room temperature using aqueous sorghum bran extracts[j]. langmuir, 2011, 27(1):264.

[2]原野, 蔡荔, 童美萍. 细菌对铅和铬在多孔介质中迁移行为的影响[j]. 北京大学学报(自然科学版), 2015, 51(3):539.

[3]张妙芬. 茶叶中茶多酚含量测定方法的研究[j]. 化学工程与装备, 2012(5):152-155.

5. 计划与进度安排

1、2022-02-15--2022-02-28 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告；

2、2022-03-03--2022-03-07 绿色合成用负载的纳米零价铁；

3、2022-03-08--2022-03-31 探究m-nzvi对六价铬的去除效果；探究改变悬浮液的离子强度、大肠杆菌和重金属铬对m-nzvi迁移的影响；